JPH0135170B2 - - Google Patents

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JPH0135170B2
JPH0135170B2 JP55103315A JP10331580A JPH0135170B2 JP H0135170 B2 JPH0135170 B2 JP H0135170B2 JP 55103315 A JP55103315 A JP 55103315A JP 10331580 A JP10331580 A JP 10331580A JP H0135170 B2 JPH0135170 B2 JP H0135170B2
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atmospheric pressure
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air
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JP55103315A
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Kazuo Ootsuka
Shin Narasaka
Shunpei Hasegawa
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Priority to US06/286,880 priority patent/US4393842A/en
Publication of JPS5728839A publication Critical patent/JPS5728839A/ja
Publication of JPH0135170B2 publication Critical patent/JPH0135170B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1488—Inhibiting the regulation
    • F02D41/1489—Replacing of the control value by a constant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃エンジンに供給される混合気の
空燃比をフイードバツク制御する空燃比制御装置
に関し、特に、かかる空燃比制御装置に設けられ
て、空燃比制御弁を駆動するアクチユエータであ
るパルスモータのオープンループ時の位置を大気
圧により補正する装置に関する。
内燃エンジンの排気ガス成分の酸素濃度を検出
するO2センサと、エンジンに供給される混合気
を生成する気化器等からなる燃料調量装置と、前
記O2センサの出力信号に応じ混合気の空燃比を
設定値にフイードバツク制御するようにO2セン
サを前記燃料調量装置に結合する装置で電気回
路、空燃比制御弁、該制御弁を駆動するパルスモ
ータ等から成る装置とを備え、エンジンに供給さ
れる混合気の空燃比をフイードバツク制御する空
燃比制御装置は既に本出願人により提案されてい
る。
かかる空燃比制御装置に依れば、エンジンの特
定の作動状態（エンジン始動時、スロツトル弁全
開時、アイドル時、減速時、ゼロ発進加速時）に
あつてはO2センサの出力信号に応じて上述の空
燃比のフイードバツク制御を行うと適正な空燃比
が得られない場合があり、このため、このような
特定のエンジン作動状態時には空燃比制御装置
を、フイードバツク制御を行うクローズドループ
状態から解除し、オープンループ状態にして上述
のパルスモータの位置を上記エンジンの特定の作
動状態に対応した夫々の所定のプリセツト位置に
駆動制御して適正な空燃比が得られるようにする
必要がある。
かかるオープンループ時においては、混合気の
空燃比が上述の所定プリセツト位置に対応した一
定の値に保たれることになるが、大気圧変化があ
つた場合はフイードバツク制御を停止しているた
めに実際の空燃比が最適な値にならず、良好なエ
ンジン作動が得られない。
また、上記のオープンループ時のパルスモータ
の所定のプリセツト位置は、エンジンの当該作動
状態のオープンループ制御の後のクローズドルー
プ制御の開始位置となる。従つて上記のオープン
ループによる空燃比制御時およびオープンループ
からクローズドループへの移行時に大気圧の変化
に拘らず適正な排気ガスエミツシヨン特性を得る
ようにするためには、オープンループ時のパルス
モータの位置を大気圧の変化に応じて補正する必
要がある。
本発明は上述の要請に応ずるために、排気ガス
中の酸素濃度の値に応じてエンジンに供給される
混合気の空燃比をフイードバツク制御する構成に
おいて、エンジンの特定の作動状態でのオープン
ループ制御時にこれら特定の作動状態に夫々予め
定められたプリセツト値を大気圧の変化に応じて
リニア補正する大気圧補正機能を備えるとともに
大気圧センサ等の故障に対処するための適当なフ
エイルセーフ機能を備えた空燃比制御装置を提供
するものである。
以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明す
る。
第１図は本発明の装置の全体の構成図であり、
符号１は内燃エンジンを示し、エンジン１に連る
吸気マニホルド２には全体として符号３で示す気
化器が設けられている。気化器３にはフロート室
４と一次側吸気通路とを連通する燃料通路５，６
が形成され、これらの通路は夫々空気通路８1，
８2を介して空燃比制御弁９に接続されている。
更に、気化器３には、フロート室４と二次側吸気
通路とを連通する燃料通路７1，７2が形成され、
通路７1は空気通路８3を介して空燃比制御弁９に
接続されると共に、二次側通路のスロツトル弁３
０2の少し上流側に開口している。通路７2は固定
絞りを有する空気通路８4を介してエアクリーナ
内部と連通している。該制御弁９は図示例では３
個の流量制御弁から成り、各流量制御弁はシリン
ダ１０と、該シリンダ１０内に変位可能に挿入さ
れた弁体１１と、該シリンダと弁体間に装架され
た弁体を一方向に押圧するコイルばね１２とから
構成されている。各弁体１１の反コイルばね側端
部１１ａはテーパ状に形成されており、弁体１１
の変位に応じて弁体テーパ部１１ａが挿通されて
いるシリンダ１０の対向端開口１０ａの開口面積
が変化するようになつている。各弁体１１の一端
は往復動可能で回り止めされたウオーム部材１４
に連結された連結プレート１５に当接している。
ウオーム部材１４はその周囲にラジアル軸受１６
を介して回転自在に配されたパルスモータ１３の
ロータ１７とねじ係合しており、更にロータ１７
の外周にはソレノイド１８が配されている。ソレ
ノイド１８は電子コントロールユニツト（以下
「ECU」と云う）２０と電気的に接続されてお
り、ECU２０からの駆動パルスによりソレノイ
ド１８が付勢されてロータ１７が回転し、ロータ
１７とねじ係合したウオーム部材１４が図におい
て左右方向に変位する。従つて、ウオーム部材１
４と連結したプレート１５が左右方向に変位す
る。
パルスモータ１３の固定ハウジング２１には永
久磁石２２とリードスイツチ２３とが対向して設
けられているとともに、前記プレート１５の周縁
には磁性材材から成る遮蔽板２４が永久磁石２２
とリードスイツチ２３間に出没しうるように取り
付けられている。上述のプレート１５の左右方向
の変位に伴い遮蔽板２４が左右に変位するが、こ
の変位に従つてリードスイツチ２３がオン・オフ
するようになつている。すなわち、空燃比制御弁
９の弁体位置が永久磁石２２、リードスイツチ２
３および遮蔽板２４の取付位置により決定される
基準位置を通過するとその移動方向に応じてリー
ドスイツチ２３がオンまたはオフに切り換えられ
リードスイツチ２３はこのオン・オフ切換に応じ
た二値信号をECU２０に供給する。
尚、ハウジング２１には大気と連通した空気取
入口２５が形成され、この取入口２５に挿着され
たフイルタ２６を介して大気を各流量制御弁に導
いている。
一方、エンジンの排気マニホルド２７内壁には
酸化ジルコニウム等から成るO2センサ２８が該
マニホルド２７内に突出して設けられ、その出力
はECU２０に供給される。また、大気圧センサ
２９がエンジンを塔載した車輌周囲の大気圧を検
出可能に配されて、その検出値信号をECU２０
に供給する。
尚、第１図において、符号３９は排気ガス中の
CO、HC、NOxを浄化する三元触媒、３１は管
路３２を介して絞り弁３０1，３０2より下流の吸
気マニホルド２内の吸気圧を検出しその出力を
ECU２０に供給する圧力センサ、３３はエンジ
ン温度を代表するエンジン冷却水温を検出するた
めに冷却水が充満したエンジン気筒周壁内に挿着
されその出力のECU２０に供給するサーミスタ、
３４は点火プラグ、３５はデイストリビユータ、
３６は点火コイル、３７は点火スイツチ、および
３８はバツテリである。デイストリビユータ３５
はエンジン回転数に比例した速度で回転する駆動
軸（図示せず）を有し、該駆動軸の回転に同期し
たコンタクト・ポイントの開閉または無接点型の
ピツクアツプの出力信号に対応した点火コイル３
６のパルス電流がECU２０に供給されるように
なつており、従つてこの実施例ではデイストリビ
ユータ３５と点火コイル３６はエンジン回転数セ
ンサを兼用する。
次に、上述した本発明の空燃比制御装置の制御
内容について、先に説明した第１図を参照して説
明する。
始動時の制御 先ず、エンジンの始動時において、点火スイツ
チ３７がオンにセツトされると、ECU２０がイ
ニシヤライズ（初期化）され、ECU２０はリー
ドスイツチ２３を介してアクチユエータであるパ
ルスモータ１３の基準位置を検出し、次いでパル
スモータ１３を該基準位置からエンジンの始動に
最適な所定の位置（プリセツト位置）（以下
「PSCR」と云う）に至るまで駆動し、初期空燃比
を所定の対応する値にセツトする。この初期空燃
比の設定は、エンジン回転数Neが所定の値NCR
（例えば400rpm）以下であり且つエンジンが完爆
に至る前であることを条件として行われる。但
し、NCRはクランキング回転数よりも大で且つア
イドル回転数より小である。
尚、上記基準位置は、第１図の説明において述
べたように、パルスモータ１３のリードスイツチ
２３がオン・オフするときの位置に基づいて検出
される。
次に、ECU２０はO2センサ２８の活性化状態
およびサーミスタ３３により検出されるエンジン
の冷却水温TWをモニタし、空燃比制御の開始の
条件が成立したか否かを決定する。空燃比フイー
ドバツク制御を正確に行うにはO2センサ２８が
十分に活性化した状態にあり且つ、エンジンが暖
機完了状態にあることが必要である。また、酸化
ジルコニウム等から成るO2センサはその内部抵
抗が温度の上昇につれ減少してくる特性を持つて
いる。このO2センサにECU２０に内蔵される定
電圧源から適当な抵抗値を有する抵抗を介して電
流を供給すると、不活性時には最初その出力電圧
が定電圧源の電圧（例えば5V）に近い値を示し、
その温度が上昇するにつれて出力電圧が低下す
る。そこでO2センサの出力電圧が所定の電圧Vx
まで低下した時に活性化信号を発生し、その信号
の発生から所定の時間tx（例えば１分間）をカウ
ントするタイマがカウントを完了した後であつて
且つ冷却水温TWが空燃比のフイードバツク制御
が可能な開度まで自動チヨークが開くような所定
の値Twxに達した後に空燃比フイードバツク制
御を開始する。
尚、パルスモータ１３は、このO2センサ活性
化および冷却水温TWの検出段階では前述の所定
位置PSCRに保持されており、後述の空燃比制御
の開始後エンジンの作動状態に応じた適当な位置
に駆動制御される。
基本空燃比制御 次に、上述した始動時の制御が終ると、基本空
燃比制御に移り、ECU２０は、O2センサ２８か
らの出力信号Ｖ、圧力センサ３１からの吸気マニ
ホルド内の絶対圧PB、回転数センサ３５，３６
からのエンジン速度Neおよび大気圧センサ２９
からの大気圧PAに応じてパルスモータ１３を駆
動して空燃比を制御する。より詳細には、この基
本空燃比制御は、スロツトル弁全開時、アイドル
時、減速時の各オープンループ制御並びに部分負
荷時のクローズドループ制御から成る。これらの
制御はすべてエンジンが暖機完了状態に至つた後
に行われる。
先ず、スロツトル弁全開時のオープンループ制
御条件は上記圧力センサ３１で検出された絶対圧
PBと大気圧センサ２９で検出された大気圧（絶
対圧）との差PA−PB（ゲージ圧）が所定の差
ΔPWOTより低い時に成立する。ECU２０は上記セ
ンサ２９，３１の出力信号間の差とその内部に記
憶された所定の差ΔPWOTとを比較し、上記のPA−
PB＜ΔPWOTなる条件が成立するときはパルスモー
タ１３を全開時のオープンループ制御条件の消滅
時にエンジンのエミツシヨンに最適となる所定位
置（プリセツト位置）PSWOTに至るまで駆動し該
所定位置に停止させる。全開時には公知のエコノ
マイザ（図示せず）等が作動し、エンジンには
RICH（空燃比が小）な混合気が供給される。
アイドル時のオープンループ制御条件は、エン
ジン回転数Neが所定のアイドル回転数NIDL（例え
ば1000rpm）より低いときに成立する。ECU２
０は回転センサ３５，３６の出力信号Neとその
内部に記憶された所定の回転数NIDLとを比較し、
上記のNe＜NIDLの条件が成立するときは、パル
スモータ１３をエンジンのエミツシヨンに最適な
所定のアイドル位置（プリセツト位置）PSIDLに
至るまで駆動し、該所定位置に停止させる。
尚、上記の所定アイドル回転数NIDLは調整され
る実際のアイドル回転数よりもわずかに高い値に
設定される。
次に、減速時のオープンループ制御条件は、吸
気マニホルド内の絶対圧PBが所定の絶対圧PBDEC
より低いときに成立する。ECU２０は圧力セン
サ３１の出力信号PBとその内部に記憶された所
定の絶対圧PBDECとを比較し、上述のPB＜PBDECの
条件が成立するときはパルスモータ１３を所定の
減速位置（プリセツト位置）PSDECに至るまで駆
動し該所定位置に停止させる。
上述の減速時の制御条件の根拠は、減速により
吸気マニホルド内の絶対圧PBが所定値以下に低
下すると排気ガス中の未然HCが増大し、その結
果O2センサの検出値信号に基づく空燃比フイー
ドバツク制御が正確に出来ず理論混合比が得られ
ないことがある。従つて、上述のように圧力セン
サ３１により検出された吸気マニホルド内の絶対
圧PBが所定値PBDECより小さいときアクチユエー
タ（パルスモータ）を減速時のオープンループ制
御条件の消滅時にエンジンのエミツシヨンに最適
となる所定の位置（プリセツト位置）PSDECに移
動してオープンループによる制御を行うようにし
たものである。
尚、上記スロツトル弁全開時、アイドル時、減
速時の各オープンループ制御には、後述するよう
に、大気圧PAに応じて夫々のパルスモータ１３
の所定位置PSWOT、PSIDL、PSDECを夫々適当に補
正される。
一方、部分負荷時のクローズドループ制御条件
は、エンジンが前述した各オープンループ制御条
件の成立時以外の作動状態にあるときに成立す
る。このクローズドループ制御においてECU２
０は、回転センサ３５，３６により検出されたエ
ンジン回転数NeとO2センサ２８の出力信号Ｖに
応じてフイードバツクに依る比例制御（以下「Ｐ
項制御」と云う）または積分制御（以下「Ｉ項制
御」と云う）を行う。
より詳細には、O2センサ２８の出力電圧が所
定電圧Vrefより高レベル側または低レベル側で
のみ変化する場合はＩ項修正、即ちO2センサの
出力電圧が所定電圧Vrefに対し高レベル側或は
低レベル側にあることに相応する二値信号を積分
した値に従つてパルスモータ１３の位置を修正
し、安定した正確な位置制御を行うようにしてい
る。一方O2センサ２８の出力信号が高レベルか
ら低レベルにまたは低レベルから高レベルに変化
した場合はＰ項修正、即ちO2センサの出力電圧
の変化に直接比例した値に従つてパルスモータ１
３の位置を修正し、Ｉ項修正に比しより迅速で効
率のよい制御を行う。
上述のＩ項制御においては、O2センサの出力
電圧の変化に基づく二値信号を積分して得られる
値に従つてパルスモータの位置を変化させるが、
毎秒当り増減するステツプ数はエンジンの回転数
に対応して変えている。すなわち、低い回転域に
おけるＩ項修正による毎秒当り増減するステツプ
数は少ないが、回転数の上昇に応じて増加し、高
い回転数における毎秒当りのステツプ増減数は多
くなるように制御する。
また、所定電圧Vrefに関して高レベルから低
レベルへのO2センサ出力の変化またはその反対
方向への変化があつたときに行われるＰ項制御に
おいては、毎秒当り増減するパルスモータのステ
ツプ数はエンジン回転数と無関係に一律に同一の
所定値（例えば、６ステツプ）に設定されてい
る。
また、エンジンの加速（ゼロ発進−加速）時の
空燃比制御はエンジンの暖機が完了し、エンジン
回転数Neが低速回転域から高速回転域に移行す
る段階で前述した所定のアイドル回転数NIDL（例
えば1000rpm）を越えたとき、即ちNe＜NIDLの
状態からNe≦NIDLの状態に変つたときを条件と
して行われる。この時点においてECU２０はパ
ルスモータ１３を所定の加速時位置（プリセツト
位置）PSACCに急速に移行させる。この直後から、
ECU２０は前述した空燃比フイードバツク制御
を開始する。このPSACCについても、後述のよう
に大気圧PAに対応して適当に補正される。
上述のように、エンジンの加速時にはアクチユ
エータ位置を有害ガス排出量の少ない所定の値
PSACCに移行させるので、エンジンを塔載した車
輌の停車位置から加速するいわゆるゼロ発進にお
いて、排気ガス対策上有利であるとともにその後
の空燃比フイードバツクを最適に行うことが可能
となる。このように、ゼロ発進時にパルスモータ
をこのプリセツト値PSACCにセツトすることによ
り、ゼロ発進状態での排気ガス中の有害成分の排
出量を低減させうるとともに、このゼロ発進に直
ぐに続く空燃比フイードバツクの初期空燃比が設
定されることになり、かかるフイードバツク制御
時においてエンジンのエミツシヨン特性上および
運転性上最適な混合気の空燃比を得ることができ
る。
特にゼロ発進時からその直後の空燃比フイード
バツク制御時にかけて発生する排気ガス中の有害
ガス成分のトータルの排出量を大幅に減少するこ
とが出来るので、公害対策上有利である。
上述した種々のオープンループ制御から部分負
荷時のクローズドループ制御への移行またはその
逆の移行の際オープンループ状態とクローズドル
ープ状態間の切換は次のように行われる。先ず、
クローズドループからオープンループに切換える
ときは、ECU２０はパルスモータ１３を、各オ
ープンループ状態に入る前のその位置と無関係
に、後述の方法により大気圧補正された所定の位
置PSｉ（PA）の移動させ該所定位置に停止させ
る。この所定位置PSｉ（PA）とは前述したパルス
モータのオープンループ時の種々のプリセツト位
置PSCR、PSWOT、PSIDL、PSDEC、PSACCであつて、
後述のように大気圧に対応して補正されたものを
示す。上述の夫々の所定位置へのパルスモータ１
３の位置セツトにより夫々のオープンループ制御
を即座に行うことが出来る。
一方、オープンループからクローズドループへ
の切換時には、ECU２０からの指令によりパル
スモータ１３はＩ項モードにより空燃比フイード
バツク制御を開始する。すなわち、オープンルー
プからクローズドループへ切換わるタイミングに
対してO2センサの出力信号レベルが高レベルか
ら低レベルにまたはその逆方向に切換わるタイミ
ングが多少変化することがあり、このときにはＰ
項モードにより空燃比フイードバツク制御を開始
する場合に比してＩ項モードによりかかる制御を
開始する場合のほうが上記タイミングの差異によ
り生ずるクローズドループに切換わつた直後のパ
ルモータ１３の位置差はかなり小さくなるので、
正確な空燃比制御が早期に可能となり、高いエミ
ツシヨンの安定性が得られるのである。
また、前述したようにオープンループによる空
燃比制御時およびオープンループからクローズド
ループへの移行時に大気圧の変化に拘らず最良の
排気ガスエミツシヨン特性を得るようにするため
には、オープンループ時のパルスモータ１３の位
置を大気圧の変化に応じて補正する必要がある。
本発明の空燃比制御に依れば、前述したパルスモ
ータ１３の各オープンループ制御時の所定値（プ
リセツト値）PSCR、PSWOT、PSIDL、PSDEC、PSACC
を下記の式により大気圧PAの変化に対してリニ
ア補正するようにしている。
PSi（PA）＝PSi＋（760−PA）×Ci 但し、ｉはCR、WOT、IDL、DEC、ACCの
うちのいずれか１つを表わし、従つてPSiは１気
圧（＝760mmHg）におけるPSCR、PSWOT、PSIDL、
PSDEC、PSACCのうちのいずれか１つ、Ciは補正係
数であつて、CCR、CWOT、CIDL、CDEC、CACCのうち
のいずれか１つを夫々表わす。尚、PSi、Ciは
ECU２０の内部に予め記憶されている。
ECU２０は、後に詳細に述べるように、各オ
ープンループ制御に固有の係数PSi、Ciを上述の
式に適用して、該式によりオープンループ時のパ
ルスモータ１３の位置PSi（PA）を計算し、パル
スモータ１３を該計算により求められた位置PSi
（PA）まで移動せしめる。
このようにしてオープンループ制御時の空燃比
を大気圧に対応して補正することにより、最良の
運転性の確保、点火プラグのくすぶり等の防止と
云う従来周知の効果に加え、上述のオープンルー
プ時のパルスモータ位置はその後のクローズドル
ープ制御の開始点となるため、Ciの値を適当に選
ぶことにより最適なエミツシヨン特性を得ること
ができる。
尚、上述した大気圧補正は第１図に示した大気
圧センサ２９の出力に対応して行われるが、この
センサ２９がセンサ自体の故障、配線の断線、
ECU２０の故障等により作動不良となつたとき
は適正な大気圧補正を行うことができないばかり
でなく、そのまま空燃比制御を継続するとセンサ
の異常出力によつて不適当な空燃比を得る結果に
なる。本発明の装置では、このような場合を考え
て、通常の運転で車輌が置かれうる正常な大気圧
範囲とその範囲外の通常の運転で車輌が置かれる
ことがない異常な大気圧範囲とを特定し、センサ
２９の出力値がこの正常な特定範囲から上記トラ
ブル判定に十分である所定時間、例えば２秒間以
上外れた状態が続いたときは、パルスモータ１３
を直ちに停止するとともに、必要に依り警報発
生、故障表示特の処置を執るようにしている。同
時に、センサ出力値が上記特定範囲から外れた時
点より上記２秒間が経過するまでは該時点の直前
のセンサ出力値を用いて空燃比制御を継続するよ
うにしている。
更に、空燃比制御弁９のアクチユエータとして
使用されるパルスモータ１３の位置はECU２０
内の位置カウンタによりモニターされているが、
このパルスモータの脱調・乱調によりカウンタの
内容とパルスモータの実際の位置との間にずれが
生じることがあり得る。このような場合、ECU
２０はカウンタのカウント値をパルスモータ１３
の実際の位置と見做して作動することになるが、
パルスモータ１３の実際の位置を正しく把握する
必要のあるオープンループ制御においては制御操
作において支障を来たす。
このため、本発明の空燃比制御システムにおい
ては、先に述べたように、ECU２０がパルスモ
ータ１３を駆動してリードスイツチ２３が開閉す
るパルスモータ位置を基準位置（例えば、50ステ
ツプ）として把握することから成る初期位置検出
に加え、パルスモータ１３がリードスイツチ２３
の開閉点を通過すると同時にECU２０内に記憶
された基準位置ステツプ数（例えば、50ステツ
プ）を位置カウンタにシフトすることにより、そ
の後の制御精度を確保するようにしている。
第２図は、上述した本発明の空燃比制御装置に
使用されるECU２０の内部構成を示すブロツク
図である。
符号２０１は、O2センサ活性化検出回路であ
り、その入力側には第１図のO2センサ２８の出
力電圧Ｖが入力される。前記回路２０１は出力電
圧Ｖが所定値Vx以下になつてから所定時間Tx経
過後活性化判定回路２０２に活性化信号S1を供給
する。活性化判定回路２０２の入力側には第１図
のサーミスタ３３からのエンジン冷却水温信号
TWも作用される。しかして、活性化判定回路２
０２は前記活性化信号と所定値TWｘを越えた値
の水温信号TWとが共に入力されたとき空燃比制
御開始信号S2をPI制御回路２０３に供給し、PI
制御回路２０３をこの制御開始信号により作動開
始状態に至らしめる。空燃比判定回路２０４は、
O2センサ２８の出力電圧が所定電圧Vrefより大
きいか小さいかに応じてエンジン排気ガスの空燃
比を判定し、斯く得られた空燃比を表わす二値信
号S3をPI制御回路２０３に供給する。一方、第
１図のエンジン回転センサ３５，３６からのエン
ジン回転数信号Ne、圧力センサ３１からの絶対
圧信号PBおよび大気圧センサ２９からの大気圧
信号PAが又第２図の活性化判定回路２０２から
の開始信号S2がECU内のエンジン状態検出回路
２０５に入力され、この回路２０５は、これらの
信号に対応した制御信号S4をPI制御回路２０３
に供給する。
PI制御回路は、従つて、空燃比判定回路２０
４からの空燃比信号S3と、エンジン状態検出回路
２０５からの制御信号S4中エンジン回転数Neに
応ずる信号分とに応じて必要なパルスモータ制御
パルス信号S5を後述する切換回路２０９に供給す
る。
更にエンジン状態検出回路２０５はエンジン回
転数Ne、吸気マニホルド絶対圧PB、大気圧PA、
空燃比制御開始信号S2とに応じた信号分を含む該
制御信号S4をPI制御回路２０３に供給する。該
信号分がPI制御回路２０３に与えられる時該回
路２０３は作動を停止する。
PI制御回路２０３は該信号分の供給が停止さ
れる時、積分項から始まるパルス信号S5を切換回
路２０９に出力するよう構成される。
一方、プリセツト値レジスタ２０６にはその基
本値レジスタ部２０６ａにおいてエンジンの種々
の状態に適用されるパルスモータのプリセツト値
PSCR、PSWOT、PSDEC、PSACCの基本値が、また、
その補正係数レジスタ部２０６ｂにおいてこれら
の大気圧補正係数CCR、CWOT、CIDL、CDEC、CACCが
夫々記憶保持されている。エンジン状態検出回路
２０５はエンジンの作動状態をO2センサの活性
化の有無、エンジン回転数Ne、吸気通路絶対圧
PB、大気圧PAにより検出してレジスタ２０６か
ら夫々のエンジン状態に対応したプリセツト値の
基本値とその補正係数とを選択して演算処理回路
２０７に読み出す。演算処理回路２０７は大気圧
信号PAに応じて、前述したPSi（PA）＝PSi＋（760
−PA）×Ciなる式により演算処理し、得られたプ
リセツト値は比較器２１０に印加される。この大
気圧信号PAは後述のように記憶装置２１６，２
１７を介して演算処理回路２０７に供給される。
一方、基準位置検出信号処理回路２０８は基準
位置検出装置（リードスイツチ）２３の開閉によ
る出力信号に応じてエンジン始動時からパルスモ
ータが基準位置に到達したことを検出するまでの
間レベル信号S6を発生し、該信号は切換回路２０
９に供給され、この切換回路２０９はこのレベル
信号を印加されている間PI制御回路２０３から
パルスモータ駆動信号発生装置２１１に制御信号
S5が伝達されるのを遮断し、パルスモータの初期
位置設定とPI制御の両操作同志の干渉を回避す
る。基準位置検出信号処理回路２０８はまた基準
位置を検出するために、基準位置検出装置２３か
らの出力信号に応じてパルスモータ１３がステツ
プ数の増加又は減少方向に動作することを許容す
るパルス信号S7を発生する。このパルス信号S7は
パルスモータ駆動信号発生装置２１１に直接供給
されて該装置をしてパルスモータ１３を基準位置
を検出するまで駆動せしめる。更に基準位置検出
信号処理回路２０８は基準位置を検出する毎にパ
ルス信号S8を発生する。このパルス信号S8はパル
スモータ１３の基準位置（50ステツプ）の内容が
記憶保持された基準位置レジスタ２１２に供給さ
れ、該レジスタはこの信号に応じてその記憶値を
比較器２１０の一方の入力端子と、アツプダウン
カウンタ２１３とに印加する。アツプダウンカウ
ンタ２１３はパルスモータの駆動信号発生装置２
１１からの出力パルス信号S9を供給されてパルス
モータ１３の実際位置をカウントするものである
が、上記所定値レジスタ２１２からの信号を印加
されたときそのカウント値がパルスモータの基準
位置の内容に書き換えられる。
斯く書き換えられたカウント値は比較器２１０
の他方の入力端子に印加されるが、比較器２１０
は前記一方の入力端子にも同じパルスモータ基準
位置内容が印加されているので、比較器２１０か
らパルスモータ駆動信号発生装置への比較出力
S10が出力されず、パルスモータは基準位置に確
実に位置付けられる。その後O2センサ２８の不
活性時には比較器２１０の前記一方の入力端子に
演算処理回路２０７から大気圧補正されたプリセ
ツト値PSCRが入力され、このプリセツト値とア
ツプダウンカウンタ１２３のカウント値の差に対
応した比較出力S10が比較器２１０からパルスモ
ータ駆動信号発生装置２１１に入力され、正確な
パルスモータ１３の位置制御を行うことができ
る。尚、エンジン状態検出回路２０５で他のオー
プンループ条件を検出した時も同様な作動がなさ
れる。
第２図において、ブロツクＡは大気圧センサ２
９のフエイルセーフ装置を示し、この装置におい
て大気圧の上限値および下限値を記憶する限界値
記憶装置２１４の記憶内容は限界値比較回路２１
５の一方の入力端子に供給され、この比較回路２
１５の他方の入力端子には大気圧信号PAが直接
供給される。また、大気圧信号PAは現在時の大
気圧信号PAの値を記憶保持する今回データレジ
スタ２１６にも供給できる。この今回データレジ
スタ２１６の記憶内容は上記現在時信号値PAの
直前の信号値を記憶保持する前回データレジスタ
２１７に遂次記憶される。両レジスタ２１６，２
１７の出力側はエンジン状態検出回路２０５と演
算処理回路２０７に接続され、後述のように比較
回路２１５からの出力信号によつてそれらの記憶
値S11，S12をこれらの回路２０５，２０７に供給
するようにされている。限界値比較回路２１５は
２つの出力端子２１５ａ，２１５ｂを有し、一方
の端子２１５ａは今回データレジスタ２１６に、
他方の端子２１５ｂは前回データレジスタ２１７
とタイマ回路２１８とに夫々接続されている。こ
のタイマ回路２１８は比較回路２１５からの信号
を入力された時点から所定の時間（例えば、２秒
間）経過後故障信号S13，S14を発生するように構
成されている。このタイマ回路２１８の出力側は
一方ではパルスモータ駆動信号発生装置２１１に
接続され、出力信号S13により該装置２１１の作
動を停止せしめ、他方では警報装置２１９、故障
内容記憶装置２２０および表示装置２２１に接続
され出力信号S14によりこれら装置を作動せしめ
るようにされている。
上述した構成の大気圧センサのフエイルセーフ
装置の作動を説明すると、第１図の大気圧センサ
２９からの大気圧信号PAの値は比較回路２１５
において限界値記憶装置２１４に記憶されている
上限値および下限値と比較され、前者が該上限値
と下限値との間にあるとき、比較回路２１５はそ
の出力端子２１５ａからOK信号を今回データレ
ジスタ２１６に供給してその現在時の大気圧値を
読み出してエンジン状態検出回路２０５と演算処
理回路２０７に印加せしめる。従つて、両回路２
０５，２０７は現在時の大気圧に応じて前述した
ような空燃比制御を行う。
大気圧信号PAの値が前記上限値および下限値
のいずれか一方を越えたときは比較回路２１５は
その出力端子２１５ｂからNG信号を前回データ
レジスタ２１７に供給して今回データレジスタ２
１６のデータにより前回データレジスタ２１７が
書き替えられることを止めると共にNG信号発生
直前の大気圧の記憶値を読み出し、上記回路２０
５，２０７に印加せしめる。従つて回路２０５，
２０７は前記直前の大気圧に応じて前述したよう
な空燃比制御を行う。同時に、上記NG信号は比
較回路２１５からタイマ回路２１８にも供給さ
れ、該回路２１８はこのNG信号が所定時間（２
秒間）継続すると、信号S13をパルスモータ駆動
信号発生装置２１１に印加してその作動を直ちに
停止せしめる一方、信号S14を警報装置２１９、
故障内容記憶装置２２０および表示装置２２１に
供給して、夫々所定の作動を行わせる。尚、タイ
マ回路２１８は前記所定時間（２秒間）が経過し
ないうちにNG信号の供給が停止された場合はそ
の作動を解除され、信号S12，S13を発生しないよ
うに構成されている。
また、前記NG信号発生後上記所定時間が経過
するまでの間は空燃比制御は前回レジスタ２１７
からの信号S12によつて前記直前の大気圧値に基
づいて継続される。
以上説明したように、本発明の空燃比制御装置
に依れば、排気ガス中の酸素濃度の値に応じてエ
ンジンに供給される混合気の空燃比をフイードバ
ツク制御する構成において、エンジンの特定の作
動状態でのオープンループ制御時にこれら特定の
作動状態に最適となるように予め定められたプリ
セツト値を大気圧の変化に応じてリニア補正する
機能等を備えたので、最良の運転性の確保、点火
プラグのくすぶり等の防止と云う従来周知の効果
に加え、当該オープンループ制御時のアクチユエ
ータ位置をその後続のクローズドループ制御時に
最適な位置にすることができ、最良のエミツシヨ
ン特性を得ることが可能である。更に、大気圧セ
ンサ等の故障に対処するためのフエイルセーフ機
能を設けているので、かかる事故発生時にも混合
気の空燃比が不適当な値に制御されることを防止
し、適正な処置を執ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の空燃比制御装置を示す構成図
および第２図は第１図のECU内の電気回路を示
すブロツク図である。 １……内燃エンジン、２……吸気マニホルド、
３……気化器、９……空燃比制御弁、１３……パ
ルスモータ、２０……ECU、２８……O2センサ、
２９……大気圧センサ、３１……圧力センサ、３
３……サーミスタ、３５……デイストリビユー
タ、３６……点火コイル、２０５……エンジン状
態検出回路、２０６……プリセツト値レジスタ、
２０７……演算処理回路、２１０……比較器、２
１１……パルスモータ駆動信号発生装置、２１３
……アツプダウンカウンタ、２１４−２１８……
フエイルセーフ装置、２１９……警報装置、２２
０……故障内容記憶装置、２２１……表示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの排気ガス成分の酸素濃度を検出す
    るO2センサと、大気圧に応じた出力を発生する
    大気圧センサと、エンジンに供給される混合気を
    生成する燃料調量装置と、前記O2センサの出力
    信号に応じ混合気の空燃比を設定値にフイードバ
    ツク制御するように、前記O2センサを前記燃料
    調量装置に結合する電気回路で、エンジンが所定
    の作動状態になつたときクローズドループによる
    空燃比のフイードバツク制御を停止する手段と、
    前記フイードバツク制御停止に応動して、前記
    O2センサの出力信号と無関係に、エンジンの前
    記所定の作動状態に対応した設定値に混合気の空
    燃比を得るように前記燃料調量装置を制御する手
    段と、前記所定の作動状態に対応した設定値を大
    気圧に応じて補正する補正手段とを有する電気回
    路とを備える、内燃エンジンに供給される混合気
    の空燃比をフイードバツク制御する空燃比制御装
    置において、前記電気回路は、前記大気圧センサ
    の不良を検出する装置を含み、前記大気圧センサ
    の不良を検出したとき前記補正手段は、該不良検
    出直前の前記大気圧センサの出力値に応じて前記
    設定値を補正することを特徴とする空燃比制御装
    置。 ２ 前記電気回路は、前記大気圧センサからの前
    記所定の大気圧に相応した出力の上限値と下限値
    とを記憶する装置と、大気圧センサの実際の出力
    に応じた値を記憶する大気圧記憶装置と、大気圧
    センサの出力を前記上限値、下限値と比較して、
    前記出力が前記上限値、下限値を越えないとき、
    その時の出力値を前記大気圧記憶装置に記憶させ
    るとともに大気圧センサの出力が前記上限値また
    は下限値を越えたとき不良信号を発生する比較手
    段と、前記大気圧記憶装置の記憶値を前記演算装
    置に与える装置と、前記不良信号が所定時間以上
    継続すると故障信号を発生するタイマと、前記故
    障信号に応じて作動する警報装置とを含むことを
    特徴とする請求項１記載の空燃比制御装置。 ３ 前記電気回路は前記大気圧センサからの前記
    所定の大気圧に相応した出力の上限値と下限値と
    を記憶する装置と、大気圧センサの実際の出力に
    応じた値を記憶する大気圧記憶装置と、大気圧セ
    ンサの出力を前記上限値、下限値と比較して、前
    記出力が前記上限値、下限値を越えないとき、そ
    の時の出力値を前記大気圧記憶装置に記憶させる
    とともに大気圧センサの出力が前記上限値または
    下限値を越えたとき不良信号を発生する比較手段
    と、前記大気圧記憶装置の記憶値を前記演算装置
    に与える装置と、前記不良信号が所定時間以上継
    続すると故障信号を発生するタイマと、前記故障
    信号に応じて作動し当該故障個所を記憶表示する
    装置とを含むことを特徴とする請求項１記載の空
    燃比制御装置。 ４ 前記電気回路は前記大気圧センサからの前記
    所定の大気圧に相応した出力の上限値と下限値と
    を記憶する装置と、大気圧センサの実際の出力に
    応じた値を記憶する大気圧記憶装置と、大気圧セ
    ンサの出力を前記上限値、下限値と比較して、前
    記出力が前記上限値、下限値を越えないとき、そ
    の時の出力値を前記大気圧記憶装置に記憶させる
    とともに大気圧センサの出力が前記上限値または
    下限値を越えたとき不良信号を発生する比較手段
    と、前記大気圧記憶装置の記憶値を前記演算装置
    に与える装置と、前記不良信号が所定時間以上継
    続すると故障信号を発生するタイマと、前記故障
    信号に応じて作動して前記燃料調量装置の作動を
    該故障信号の発生の直前の状態に保持する装置と
    を含むことを特徴とする請求項１記載の空燃比制
    御装置。
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